EEG: Gesetz für den "Vorrang erneuerbarer Energien", es ist am 1.4.2000 in Kraft getreten, siehe ...

Wir alle nutzen Energie – tagtäglich, direkt und indirekt. Begrenzte Vorkommen fossiler Energieträger und die zunehmende Umweltbelastung erfordern, Energie nur noch sparsam zu nutzen. Zukünftig ist ein intelligenter Umgang mit Energie unerlässlich.

Der Begriff „Energie“ wird in vielen Lebensbereichen benutzt: als „Energiedrink oder –riegel“, im Sport werden letzte Energien mobilisiert und das englische „power“ ist aus der Sprache der Jugend nicht mehr wegzudenken. Seinen Ursprung hat der Begriff in der Physik und meint hier die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Für uns Menschen bedeutet „Energie“ Licht, Wärme, Nahrung, Bewegung und Wohlstand.

Seit der Mensch existiert, setzt er Energie ein, um seine Lebensbedingungen zu verbessern. In der heutigen Industriegesellschaft wird der Einzelne durch den Einsatz von Energie und Maschinen von körperlicher Arbeit entlastet. Hierauf beruht letztlich der hohe Lebensstandard in den Industrieländern. Der Energieverbrauch steht in Zusammenhang mit der Wirtschaftsleistung eines Landes. Energie wird direkt in Haushalt, Produktion oder Verkehr und indirekt durch die in Gütern und Dienstleistungen enthaltene Produktionsenergie verbraucht.

Im Jahr 1999 betrug der Pro-Kopf Verbrauch eines Deutschen ca. 48.000 kWh. Dies ist etwa 10 mal soviel wie bei einem in Afrika lebenden Menschen.

Zur Veranschaulichung folgender Vergleich: Die durchschnittliche körperliche Dauerleistung eines durchtrainierten Mannes beträgt etwa 100 Watt, d. h. er müsste beispielsweise zur Erzeugung von 1 kWh Strom ca. zehn Stunden arbeiten. Wenn ein in Deutschland lebender Mensch nur seine Muskelkraft hätte, um seinen täglichen Energiebedarf von 132 kWh abzudecken, benötigte er zusätzlich 132 Energiediener.

Quelle: BINE Informationsdienst - "Energie im Wandel", basisEnergie Nr. 7

Was ist Energie?

Was sind eigentlich: Energie, Leistung, Watt und Kilowattstunde?

Energie ist die Fähigkeit, physikalische Arbeit zu verrichten. Um Wasser zu erwärmen, um den Glühfaden einer Lampe zum Glühen zu bringen oder um einen Motor zu drehen, braucht man Energie.

Unter Leistung versteht man die pro Zeit umgesetzte Energie, das heißt die pro Zeit verrichtete Arbeit, verbrauchte Strommenge oder zugeführte Wärmemenge.

Kilowattstunde (kWh), Watt (W) und Kilowatt (kW)

Für Energie und Leistung werden jeweils unterschiedliche Einheiten verwendet. In der Energiewirtschaft ist es für die Leistung das Watt (W) oder ein Vielfaches davon, zum Beispiel Kilowatt (kW) und Megawatt (MW):
1 kW = 1.000 W
1 MW = 1.000 kW

Für die Energie verwendet man in der Energiewirtschaft die Kilowattstunde (kWh). Läuft ein Gerät mit einer Leistung von 1 Kilowatt 1 Stunde lang, dann führt dies zu einem Energieverbrauch von 1 Kilowattstunde. 1 Kilowattstunde (kWh) entspricht 1.000 Wattstunden (Wh).

Die Grundeinheit für die Energie ist jedoch das Joule (J).
Ein Joule entspricht einer Wattsekunde (1 J = 1 Ws). Oder anders: Wenn Elektrizität mit der Spannung von 1 Volt und der Stromstärke von 1 Ampère während einer Sekunde gebraucht wird, entspricht dies 1 Joule. (3.600 kJ = 1 kWh)

Energie und Leistung
Um zum Beispiel 30 Liter Wasser für ein Duschbad von knapp 10 °C auf 38 °C zu erwärmen, braucht man eine Energiemenge von 1 Kilowattstunde (kWh).

Leistung = Energie / Zeit
Will man die Erwärmung innerhalb 15 Minuten erreichen, erfordert dies eine Leistung von (1 kWh / 0,25 h = ) 4 Kilowatt (kW).

Energie = Leistung x Zeit
Heizt man das Wasser mit einer Leistung von 10 Kilowatt (kW) während einer Zeit von 6 Minuten, dann führt man ihm eine Energiemenge von (10 kW x 1/10 h =) 1 Kilowattstunde (kWh) zu, so dass sich die gleiche Erwärmung ergibt.

Leistungsaufnahme
Bei manchen Geräten ist nicht die aus dem Netz aufgenommene Leistung angegeben, sondern nur die Stromstärke (Ampere) und die Spannung (Volt). Daraus kann man sich leicht die Leistung ausrechnen:

Leistung = Spannung x Stromstärke

Watt = Volt x Ampere

Diese einfache Rechenformel gilt nur dann, wenn Verluste außer Acht gelassen werden. Bei Elektromotoren beispielsweise sind gleichzeitig beide leistungswerte angegeben:

kV A: steht für die aus dem Netz aufgenommene Leistung, während
kW: die eigentliche – für den Nutzer relevante – Leistung an der Welle des Motors angibt.

Zwischen beiden Werten kann ein Unterschied von fünf bis 20 Prozentpunkten bestehen, je nach Wirkungsgrad des Motors.

Was ist Energie? © Salzburg AG

Energie-Effizienz
Manchmal sieht es so aus, als seien die Effizienzpotentiale bereits ausgereizt, Verbesserungen spielen sich nur noch im Bereich weniger Prozente ab. Hier liegt die Herausforderung für die Industrie, neue Wege in der Technik zu beschreiten, wie zum Beispiel der Einsatz von Wärmepumpen in Wäschetrocknern oder die Vakuumisolierung bei Kühlschränken. Politik und Gesellschaft müssen jedoch die Rahmenbedingungen für den breiten Einsatz neuer effizienter Techniken schaffen.

Kühlen mit Magnetfeldern
Alle gängigen Kühlschränke arbeiten heute auf der Basis von Kompressoren. Das kann zukünftig ganz anders sein: Holländische Wissenschaftler haben im Labor einen Kühlschrank hergestellt, in dem ein Magnetfeld die Kühlung erzeugt. Vorteil: Keine chemischen Kühlflüssigkeiten und 50 Prozent weniger Energieverbrauch.

Kühlschränke füllen sich selbst
Erste Geräte bieten es schon: Der Kühlschrank enthält einen Prozessor und ist mit dem Internet verbunden. Er weiß, was er enthält und kann auf Wunsch Rezeptvorschläge machen oder Fehlendes über das Internet bestellen. Außerdem passt er seinen Stromverbrauch optimal an die Erfordernisse an.

Das ganze Haus denkt mit
Die Haustechnik der Zukunft wird durch Vernetzung und intelligente Steuerung optimal an die Anforderungen des Nutzers angepasst werden können. Das erhöht den Komfort und spart Energie. Die ersten „intelligenten Häuser“ befinden sich schon in der Erprobung.

Energieformen        Energieflussbild für Deutschland (Quelle: BINE Informationsdienst)

Energie lässt sich beliebig umformen, aber der Weg von der Primärenergie zur Nutzenergie ist verlustreich. Dabei entstehen Verluste, meist in Form von Wärme (Wärmeverluste).

Klima, Wetter und Klima sind Begriffe, mit denen wir laufend umgehen, ohne sie exakt zu definieren.
Unter Wetter versteht man das kurzfristige Geschehen in der Troposphäre, das sind die untersten Luftschichten der Atmosphäre bis zu einer Höhe von 20 km.

Klima hingegen ist ein hochkomplexes System aus einer Verknüpfung verschiedener Größen, u.a. aus der Atmosphäre, den Ozeanen, den Land- und Eismassen sowie der Biosphäre.

Wie wird das Klima beeinflusst?
Das Klima wird einerseits durch natürliche Aktivitäten wie zum Beispiel Sonne oder Vulkane beeinflusst, andererseits aber auch durch anthropogene, d.h. von Menschen verursachte Aktivitäten. Alles diese Faktoren, ob anthropogen oder natürlich, verändern das Strömungs- und Stoffaustauschsystem. Sie wirken sich auf Temperatur, Meeresspiegel, Meeresströmung, Wind und Niederschläge aus.

Quelle: ASU

Die Kilowattstunde
Hätten Sie gedacht, dass man mit einer Kilowattstunde bzw. 0,15 Euro die ganze männliche Bevölkerung von Norderney (ca. 2.500 Männer) rasieren kann? Man kann auch 4.800 Zitronen auspressen, aber nur neun Liter Teewasser kochen. Die Erwärmung von Wasser braucht besonders viel Energie und sollte daher so effizient wie möglich erfolgen. Ein Tipp: Elektrische Wasserkocher sind energiesparender als der Topf Wasser auf dem Herd.

Eine Kilowattstunde macht Vieles möglich ©dena

Diese Spurengase lassen die kurzwelligen Sonnenstrahlen passieren und absorbieren die von der Erde zurück-geworfene langwellige Wärmestrahlung. Dadurch erwärmt sich die Erdatmosphäre von -18 Grad Celsius auf die bestehende Jahresmitteltemperatur von +15 Grad Celsius. Die Wirkung der Spurengase auf das Klima beschreibt der Begriff „natürlicher Treibhauseffekt“.

Wissenschaftlich erschein es mittlerweile unumstritten, dass menschliche Aktivitäten die Konzentration von klimawirksamen Gasen in der Atmosphäre deutliche erhöht haben. Ursachen hierfür sind vor allem die Nutzung fossiler Energieträger, industrielle Prozesse und die Landwirtschaft. So stieg die Konzentration von CO2 seit Beginn der Industriellen Revolution um die Mitte des 19. Jahrhunderts um mehr als 25%. Hierauf beruht der von Menschen verursachte – anthropogene – Treibhauseffekt.

Wissenschaftlicher Sachstand

Der wissenschaftliche Kenntnisstand zur Klimafrage wird primär vom IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) repräsentiert, einer internationalen Wissenschaftlergruppe, die im Auftrag der Vereinten Nationen arbeitet. Es besteht weitgehend Konsens in der wissenschaftlichen Diskussion, dass es bis zum Jahr 2100 durch anthropogene Spurengasemissionen – insbesondere durch den Hauptverursacher, das CO2 – zu einer messbaren weltweiten Temperaturerhöhung kommen kann.

Das IPCC berechnet in seinem mittleren Emissionsszenario einen Temperaturanstieg von weltweit durchschnittlich etwas zwei Grad und einen Anstieg des Weltmeeresspiegels von durchschnittlich etwas 0,5 Metern bis zum Jahre 2100. Diesem Szenario liegt eine annähernde Verdreifachung der CO2-Emissionen zwischen 1990 und 2100 zugrunde. Gegenüber früheren Ergebnissen der IPCC-Berechnungen liegen diese Abschätzungen aus dem Jahre 1996 deutlich niedriger.

Quelle: ASUE

Wechselrichter, der WR ist das elektrische Gerät, das den Gleichstrom aus den PV-Modulen in haushalts-konformen Wechselstrom von 230 Volt umwandelt. Der Wirkungsgrad des WR trägt sehr zu einer höheren Gesamtleistung der PV-Anlage bei. Gute WR haben einen Wirkungsgrad von etwa 96%.

Wie wird das Klima beeinflusst?
Das Klima wird einerseits durch natürliche Aktivitäten wie zum Beispiel Sonne oder Vulkane beeinflusst, andererseits aber auch durch anthropogene, d.h. von Menschen verursachte Aktivitäten. Alles diese Faktoren, ob anthropogen oder natürlich, verändern das Strömungs- und Stoffaustauschsystem. Sie wirken sich auf Temperatur, Meeresspiegel, Meeresströmung, Wind und Niederschläge aus.

Quelle: ASUE